Bons pour l'environnement

La communauté de communes de Cochem a un syndicat intercommunal d'assainissement très innovant, toujours à la recherche de moyens pour améliorer l'efficacité des process Le nouveau surpresseur à vis permet à la localité de Treis Karden de rejeter de l'eau claire à un débit de 344 l/s dans la Moselle et d'alléger le budget communal.

La station d'épuration de Treis Karden utilise le procédé de réacteur biologique séquentiel (SBR), autrement dit les eaux usées sont traitées dans un bassin de manière discontinue, au cours d'un cycle qui dure environ 300 minutes. Le niveau d'eau est approximativement de 5,5 mètres avec une pression physique actuelle de 570 mbar. Les quantités d'eaux usées à traiter fluctuent fortement selon les saisons. Elles sont importantes en été avec l'affluence touristique et la présence des viticulteurs dans les vignes, et nettement plus faibles en hiver. La pression varie entre 480 et 570 mbar (eff.) selon le niveau d'eau dans le réacteur SBR.

Jusqu'ici, la station d'épuration de Treis Karden était équipée de surpresseurs à pistons rotatifs qui donnaient d'ailleurs entière satisfaction. Avec une profondeur de bassin de six mètres, le niveau d'eau est relativement dans la moyenne des stations d'épuration, la profondeur de soufflage d'air optimale en Allemagne étant à peu près de cinq mètres au maximum. Cette profondeur garantit le meilleur apport d'air. Dans ces conditions, grâce à leur nouvelle construction et à leur nouvelle technique, les nouveaux surpresseurs à vis promettaient des économies d'énergie significatives et une réduction des émissions sonores par rapport aux équipements en place.

La communauté de communes de Cochem décida donc d'installer, à titre d'essai, un surpresseur à vis du type FBS d'un débit de 67 m³/min qui se substituerait aux surpresseurs à pistons. La centrale possède un bloc vis avec une pression d'admission de 650 mbar (eff.) très favorable pour le système.

Les surpresseurs à vis de nouvelle génération présentent plusieurs avantages. En fonction des conditions de service, ils ont un rendement jusqu'à 35 % supérieur à celui des surpresseurs à pistons rotatifs conventionnels, et sur le plan énergétique, ils surpassent aussi de nombreux surpresseurs à vis et turbo surpresseurs actuellement sur le marché. Ils doivent ce gain énergétique, entre autres, à leur compression interne préalable qui engendre une pression proche de celle du système, ce qui évite un surcroît de compression inutile. Celui-ci se produit lorsque les surpresseurs à vis, du fait de leur géométrie interne, créent une pression supérieure à la pression réellement nécessaire pour la station d'épuration. Cette compression inutile réduit l'avantage énergétique qu'offre ce principe de compression, quand elle ne l'annule pas complètement dans certains cas défavorables.

Le surpresseur à vis FBS de la station d'épuration de Treis-Karden doit remplacer les surpresseurs à pistons rotatifs utilisés jusqu'ici.

Les rotors n'ont pas de revêtement et maintiennent donc le rendement constant pendant de nombreuses années d'utilisation. La construction du bloc, pour laquelle une demande de brevet est en cours, offre d'autres avantages qui accroissent le gain énergétique et améliorent nettement la puissance spécifique de la centrale toute entière. Par rapport aux surpresseurs à vis courants, cette construction permet par exemple un fonctionnement plus efficace du surpresseur à une vitesse réduite et par conséquent une plage de régulation plus large. Ces nouveaux surpresseurs à vis sont livrés entièrement équipés, avec la commande intégrée Sigma Control 2 et toute la partie puissance, comme par exemple un convertisseur de fréquence. L'installation est très simple car le convertisseur de fréquence a été programmé en usine et la machine toute entière a subi un essai de fonctionnement chez le constructeur.

La commande surveille en permanence de nombreux paramètres de la centrale et elle s'intègre facilement et à peu de frais dans les systèmes de gestion des processus des stations d'épuration. L'intégration peut s'effectuer de manière conventionnelle par contacts secs, ou par Profibus DP et Ethernet. La centrale d'air comprimé est donc parfaitement compatible avec l'exploitation moderne des stations d'épuration qui disposent de systèmes de commandes de pointe et d'un réseau Profibus DP. La facilité d'installation et de mise en service permet a l'exploitant de réaliser des économies.

Sur le plan énergétique, les surpresseurs à vis offrent des avantages qui permettent eux aussi de réduire les coûts. Ils possèdent un système de refroidissement interne qui rend superflus la pompe à huile et le refroidisseur d'huile, gros consommateurs d'énergie. Le système d'étanchéité n'a pas besoin d'une pompe à vide pour rester parfaitement efficace sur le long terme. L'absence de groupes auxiliaires et de graissage par circulation d'huile augmente encore la longévité et la fiabilité des machines. L'air de refroidissement et l'air process sont aspirés séparément à l'extérieur de la carrosserie pour un refroidissement optimal et un meilleur rendement. Cela se traduit par un plus grand débit massique utile à puissance égale. Les surpresseurs sont faciles à installer, fiables en service permanent, très robustes et d'une grande longévité. Grâce à la disposition judicieuse de leurs composants, ils s'installent aussi bien contre un mur que côte à côte, d'où un gain de place et un entretien simple et économique

Le surpresseur à vis fourni à Treis Karden est une centrale complète qu'il fallut toutefois livrer démontée car le compacteur de boues de la station d'épuration restreignait l'accès au local air comprimé et il était impossible de l'arrêter en cours d'exploitation. Le démontage ne posa cependant aucun problème du fait de la construction modulaire du surpresseur à vis. Celui-ci fut donc démonté, remonté dans le local puis mis en service.

Dans le cas de Treis Karden, l'économie engendrée par le nouveau surpresseur est restée en deçà du maximum réalisable, d'une part parce que les surpresseurs à pistons rotatifs en place étaient déjà relativement économes en énergie pour des machines de leur catégorie, et d'autre part du fait des niveaux d'eau variables de la station d'épuration. À certains moments, compte tenu des variations du niveau d'eau (avec une contre-pression maximale de 570 mbar), le gain énergétique a atteint 25 % par rapport aux surpresseurs à pistons rotatifs. Les résultats ont été relevés et confirmés par un bureau d'études local.